一种污泥减量化、无害化、资源化利用方法及生产线装置与流程

本发明属于污泥处理技术领域，尤其涉及一种污泥减量化、无害化、资源化利用方法及生产线装置。

背景技术：

在工业生产及生活过程中，会产生大量的含有污泥的排放物，排放物在经污水处理厂处理后得到污泥，污泥中含有大量的有机物和丰富的氮、磷等营养物质，同时也含有多种寄生虫卵等有害物质，如处理不当会传播疾病、污染土壤和作物，并通过生物链转嫁人类。对污泥进行合理的减量、无害、资源化利用方法进行处理，在解决环境污染问题的同时，能够发挥其再利用价值，带动地方经济发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种污泥减量化、无害化、资源化利用方法及装置生产线装置。

本发明采用如下技术方案：

一种污泥减量化、无害化、资源化利用方法，包括如下步骤：a)污泥调理，对污泥加入改性剂，使部分间隙水、毛细结合水和污泥颗粒分离；

b)减量化，经过调理后的污泥进入压滤机进行脱水，污泥含水率降至50％至60％；

c)无害化，经b)步处理后的污泥通过输送带送至高温发酵设备系统，加入发酵辅料及发酵菌剂，经混合并进行发酵；

所述发酵过程包括高温无害化发酵和二次发酵；

d)降温和降水分，经过无害化处理的污泥通过传输设备输送到翻抛槽，由自动翻抛机进行翻抛和倒料，使物料从入口向出口方向依次翻到；在此翻抛过程中物料的温度逐步降低，水分逐步减少；

e)资源化，将经过a至d处理完毕后的污泥物料根据不同的用处添加生物菌剂或其它辅料制成对应的功能性土壤产品。

优选的，高温无害化发酵过程包括2至4小时80-100℃发酵，所述二次发酵过程包括4-6小时80℃以下发酵。

优选的，降温和降水分后物料温度达到常温，物料水分达到30％至35％。

优选的，依据来料成分检测，污泥产物用作农肥和/或绿化用肥和/或土壤改良剂。

优选的，改性后的污泥自改性反应器下方的地下污泥储存池通过污泥泵输送入污泥脱水车间内由压滤机对污泥进行挤压脱水；

脱水后的污泥卸下后由皮带输送机输送至后端处理工艺进行发酵处理；

压滤机挤压出的压滤液由收集管道回送至污水处理系统进行处理，改性剂在与污泥搅拌混合过程中所需要添加的水由压滤液回流提供。

优选的，用于发酵发酵器内设置有搅拌系统，所述搅拌系统用来改变物料的相对位置，在高温菌群的作用下使污泥进一步熟化和均质化。

优选的，发酵辅料包括经粉碎的玉米秸秆、经粉碎的小麦秸秆、经粉碎的树枝、经粉碎的杂草以及经粉碎的废菌包。

优选的，通过控制模块内的芯片与传感器对接控制温度、搅拌、发酵需氧、尾气回收、腐熟检测等指标实现集成装备的多功能性应用。

一种污泥减量化、无害化、资源化利用生产线装置，包括浓缩池、与所述浓缩池相连的储存池、与所述储存池相连的改性混料机、与所述改性混料机进料口相连的改性剂输送机以及通过输送机与改性混料机出料口相连的压滤机；压滤机通过泥饼输送机与高温发酵设备进料口相连；所述压滤机为高压立式压滤机；压滤机压滤所产生的滤液通过滤液输送管路进行排放，所述滤液输送管路设置有副管路，所述副管路与改性混料机相连。

优选的，发酵器内设置有智能控制模块，发酵过程在智能控制的状态下在高温发酵设备内完成；所述高温发酵设备的尾气排放端与尾气处理设备相连；压滤机脱水过程中所产生的滤液送回至污水处理厂进一步无害化处理。

本发明的污泥减量化、无害化、资源化利用方法，通过对污泥进行污泥减量化、无害化、资源化利用，消除污泥的污染成分，使污泥能够加工成各类土壤产品。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图；

图2是本发明的实施例2的结构示意图；

1改性剂混料机、2第一输送机、3改性污泥储池、4压滤机、5第二输送机、6发酵装置、7第三输送机、8抛翻池、9主管路、10副管路、11改性剂输送机、12辅料输送机、13输送管路、14污泥泵。

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例，进一步说明本发明的具体实施方式。本发明不限于以下实施例的描述。

实施例1,

参照附图1，在本实施例中，提供一种污泥减量化、无害化、资源化利用方法，通过对污泥进行减量化、无害化、资源化利用，将具有再利用潜质的具有一定排放污染性的污泥进行综合化处理：排出污泥中多余水分，将污泥中影响再利用的细菌等不利菌群杀灭，将其变为具有经济价值的泥土资源。解决污泥排放对环境造成不良影响的问题，同时创造经济效益。

1、减量化、无害化、资源化利用过程包括如下：

(1)污泥调理：

污泥水分较高，经污水厂常规机械脱水后含水率仍有80％-90％。首先对污泥进行改性脱水处理，污泥加入改性剂后可使部分间隙水、毛细结合水和污泥颗粒分离，破坏污泥的胶态结构，使亲水性有机胶体物质分解，减少泥水间的亲和力，改善了污泥的浓缩性能和脱水性能。

(2)减量化：污泥压滤工艺

调理后的污泥进入高压立式压滤机进行脱水，污泥含水率降至50％至60％。高压立式压滤机的高压压滤系统由脱水主机、液压系统、电气控制系统三部分组成；将液压站产生的压力直接作用于泥水分离，压力可以提高到10mpa，是隔膜板框压滤机的10倍以上，脱水效果大幅提高。按同等条件测算，高压立式压滤机效率较传统压滤机提高2-3倍，而用工可以节省80％以上，占地节省50％。

(3)污泥高温发酵：减量化及无害化

经过脱水干化的污泥通过输送带送至高温发酵设备系统(发酵装置)，加入辅料及发酵菌剂/酵素组进行混合，经混合后的污泥具备了好氧生物发酵的物理特性。在智能控制状态下进行2-4小时80-100℃高温无害化发酵，4-6小时80℃以下二次发酵，在发酵菌群的作用下，充分杀灭污泥中的病菌、大肠杆菌、虫卵等有害物质。通过加热、搅拌及通气8小时左右，污泥经高温发酵腐熟即完成无害化处理。

(4)降温、降水分

经过无害化处理的污泥通过传输设备输送到翻抛槽，由自动翻抛机进行翻抛和倒料，使物料从入口向出口方向依次翻倒。在此翻抛过程中物料的温度逐步降低，水分也逐步减少。到达出口是物料温度基本接近常温(室温20℃至30℃)，物料水分达到30％至35％，减量可达50％。

(5)资源化：添加生物菌剂或其他辅料

处理完毕的物料根据不同的用处，添加生物菌剂或其他辅料，从而制做成花卉使用的肥料、土壤调理剂等等土壤相关产品。

2、工艺流程

污泥经管道进入污泥收集车间，经调理搅拌后输送到密闭的污泥改性反应器。在污泥改性反应器中，通过加入污泥改性脱水剂破坏污泥的胶态结构，改善污泥的浓缩性能和脱水性能。改性后的污泥经污泥泵输送到污泥脱水工序，经过压滤机挤压脱水后，使污泥的含水率降低到55％至60％，形成半干化污泥饼，为污泥的后续处理和利用提供了更为有利的条件。污泥改性脱水产生的高浓度废水可回送到污水处理厂进行处理。

污泥改性脱水工序主要包括：污泥改性反应系统和污泥脱水系统(如图1所示)。

工艺系统包括：

(1)污泥收集

污泥储存及运输系统根据污水厂污泥生产工艺来进行调整，该系统主要包括污泥输送管道、污泥储存罐、污泥泵和控制阀门等设施。可选择罐车转移或直接使用管道输送。

(2)污泥改性

污泥改性的主要目的是通过向污泥中加入污泥改性脱水剂以破坏污泥的胶态结构，改变有机胶体物质的亲水性，减少泥水间的亲和力，从而改善污泥的浓缩性能和脱水性能。经过改性后，原来污泥中的间隙水、毛细结合水与污泥颗粒分离，从而使改性后的污泥还原成流体状态，达到污泥脱水的目的。

(3)污泥脱水干化

改性后的污泥从改性反应器下方的地下污泥储存池通过污泥泵输送入污泥脱水车间，在污泥脱水车间内由高压立式压滤机对污泥进行挤压脱水。脱水后的污泥(含水率约50％至60％)卸下后由皮带输送机输送至后端处理工艺进行深度处理。压滤机挤压出的污水(滤液)由收集管道回送至污水处理系统进行处理。改性剂在与污泥搅拌混合过程中需要添加水，将压滤机挤压出滤液由管路定量回流输送至改性反应器，即改性剂在与污泥搅拌混合过程中所需要添加的水由压滤液回流提供。

(4)污水收集与处理

采用改性技术对污泥进行改性脱水的过程会产生大量高浓度污泥压滤液。压滤液可通过污水管道送回到污水处理厂进行处理。

(5)辅料

选用添加粉碎的发酵辅料对污泥改性以便能够顺利发酵，必须对污泥和辅料进行高质量的混合。

该辅料具有良好的吸水性。通过混入污泥以吸收污泥中的水分，以达到肥料对水份的要求。有一定的支撑作用，在致密的污泥体中形成空隙，便于氧气的进入和微生物的生长。有较大的比表面积，便于微生物附着繁殖。具体地，所述发酵辅料包括经粉碎和混合的玉米秸秆、小麦秸秆、树枝、杂草和废菌包。在达到辅助发酵目的的同时，解决了多种农牧废弃物的处理问题。进一步提高环保价值。

(6)高温快速发酵。

80-100℃高温发酵的目的是实现发酵过程污泥的病虫菌、寄生虫(卵)等无害化处置，要实现这一目的，通过长期论证，温度必须在80-100℃之间保持2小时以上。在此环境下，污泥中的病菌病毒等有害物均被杀灭，实现了污泥的无害化处置。

(7)4-6小时持续发酵。

持续发酵的目的是实现污泥的深度熟化和均质化。通过罐体自身搅拌系统，改变物料的相对位置，在高温菌群的作用下使污泥进一步熟化和均质化。持续发酵同样是在智能控制的状态下在发酵罐罐体内进行的。

(8)智能控制。

高温及持续发酵均是在智能控制的状态下在发酵罐罐体内完成的。以往的发酵基本是靠经验来翻堆和供氧的。一是损失大，二是臭气大量外泄，三是发酵时间延长。

智能控制(控制模块)是通过芯片与传感器对接控制温度、搅拌、发酵需氧、尾气回收、腐熟检测等指标实现集成装备的多功能性应用。保证了设备的节能、环保、无二次污染、无二次残渣产生、腐熟彻底、资源化利用充分等功能。(发酵罐内设置有用于搅拌污泥的搅拌器，用于测量温度的温度传感器，用于进气、排气的气口，搅拌器的控制器、温度传感器和气口的风机(或电磁开关)分别与控制模块相连)。在本实施例中，所述改性反应器为改性混料机。

(9)降温、降水分及再次腐熟

从高温发酵系统放出来无害化的高温物料，通过自动翻抛系统逐步将温度降至常温，同时利用物料温度将水分挥发降至30％至35％。

2、工艺技术优势：

(1)利用生物技术、密闭高温发酵模式处理，耗能低(每吨肥十元左右电费)，无异味及二次污染，充分解决温室气体排放问题，且环保系统运营成本低。

(2)利用耐受高温菌剂对污泥实施80-100℃2至4小时的无害化，后续4-6小时持续发酵，发酵后产物含水率低于30％，减量可达50％。

(3)该工艺设备占地面积少，约为堆肥处理五分之一的占地面积。

(4)依据来料成分检测，资源化后产物可用作农肥、绿化用肥、土壤改良剂等。

实施例2

本实施例公开了一种应用于实施例1的污泥减量化、无害化、资源化利用生产线装置，包括浓缩池、与所述浓缩池相连的储存池、与所述储存池相连的改性混料机、与所述改性混料机进料口相连的改性剂输送机以及通过输送机与改性混料机出料口相连的压滤机；所述压滤机通过泥饼输送机与高温发酵设备进料口相连。污泥经过浓缩池初步去水，进入储存池内暂存，在生产时，储存池内的污泥输送至改性混料机内与改性剂进行混合，改性后将污泥送至压滤机进行高压脱水，脱水后形成泥饼，滤液送至污水处理厂或污水处理设备内。泥饼被送至高温发酵设备内，加入发酵菌剂进行高温发酵。高温发酵设备的尾气排放端与尾气处理设备相连。

具体地：本实施例公开的污泥减量化、无害化、资源化利用生产线装置，该装置能够系统的对污泥进行减量、无害、资源化利用，整体设计合理，使用便捷。它包括改性剂混料机1、用于将污泥输送至改性混料机内的第一输送机2、设置在改性剂混料机1出料口下方的改性污泥储池、通过输送管路20与所述改性污泥储池相连的压滤机4、通过第二输送机5与所述压滤机4的出料口相连的发酵装置6以及通过第三输送机7与所述发酵装置6出料口相连的抛翻池8。污泥原料通过第一输送机2(本实施例中为蛟龙输送机)输送至改性剂混料机1中，通过改性剂混料机1内的螺旋搅拌叶将污泥与改性剂充分混合。改性结束后的污泥自改性剂混料机1的出料口排入位于其下方的改性污泥储池(该污泥储池)位于地下，不占用地表空间。输送管路20内设置有污泥泵21，将污泥打入压滤机4中进行压滤，压滤结束后，泥饼卸料并通过第二输送机5输送至发酵装置6内进行发酵，发酵结束后形成土壤原材料，土壤原材料卸料然后通过第三输送机7输送至抛翻池8内，进行抛翻，降温并进一步降低水分。从而完成对污泥的减量、无害、资源化利用。注：抛翻结束后的土壤原材料根据不同生产厂家的需要，自行添加辅剂，形成各自所需产品。在本实施例中，第二输送机5为皮带输送机，第三输送机7为泥饼输送机刮板输送机。

进一步地，压滤结束后，压滤机4将污泥中大量水分压出，压滤机4的滤液出口与滤液输送管路20相连，所述滤液输送管路20包括用于将滤液输送至污水处理厂的主管路9和用于将滤液回送至改性剂混料机1内的副管路10。污水处理厂的送水管路与本实施例所公开的生产线装置主管路9对接，将大部分滤液送回至污水处理厂，做其它工序处理。主管路9和副管路10中分别设置有输液泵、流量计和电磁阀，在使用过程中，根据改性工序的需要，控制副管路10中的电磁阀，定量的将滤液供送至改性剂混料机1，供改性工序使用，该结构将压滤滤液回送，一方面解决的改性所需外部水源，节省能耗，避免辅助水源设备占用空间。另一方面整个设备在使用时，无需引入额外的水源，防止对污泥二次引入杂质、细菌。污泥自污泥产地引入厂区后，进入污泥浓缩池，再通过管道和污泥泵21将浓缩后的污泥打入污泥储存池暂存，在进行减量、无害、资源化利用时，直接将污泥储存池内的污泥送入本实施例所公开的生产线装置内，进行系统化的处理，中途无需转换场地，直接完成对污泥的减量、无害、资源化利用处理。

优选的，本实施例的生产线装置还包括改性剂输送机11，所述改性剂输送机11的出料端与改性剂混料机1的进料口相连。在本实施例中，改性剂输送机11为带式输送机。在改性工艺中，无需人工填料。

优选的，本实施例的生产线装置还包括辅料输送机12，所述辅料输送机12的出料端与发酵装置6的进料口相连。

本实施例中所述各输送带与设备端口相连并不优选于直接固定连接，其仅带便各输送带与对应的设备端口位置相对应，以此将物料进行相应的转运。

优选的，发酵装置6包括发酵罐13、设置在发酵罐13内部的用于搅拌物料的搅拌器14、固定在发酵罐13内部的用于加热物料的电加热器15、用于测量发酵罐13内部物料温度的温度传感器16、用于向发酵罐13内供气的供气管路17以及用于将发酵罐13内废弃向外排放的尾气管路18。进一步地，搅拌器14横置于发酵罐13内，搅拌器14的两端与发酵罐13轴连，搅拌器14的一端穿过发酵罐13外壳与外部驱动电机固定连接。发酵罐13外侧壁设置有保温棉岩层。电加热器15的加热丝通过发酵罐13侧壁的安装孔伸入加热罐内部，加热丝与外部电源模块相连。发酵罐13内安装的温度传感器16与外部显示器相连，显示罐内温度。

进一步地，发酵罐13内设置有压力传感器19，所述尾气管路18和供气管路17分别带有电磁阀。进一步地，压力传感器19与外部显示器相连，查看内部压力，判断是否开启供气管路17或尾气管路18。

优选的，所述抛翻池8内设置有物料抛翻机。

优选的，在本是发明的一些实施例中压滤机4为立式压滤机，所述改性污泥储池4为地埋式改性污泥储池。所述立式压滤机为高压立式压滤机，高压立式压滤机的高压压滤系统由脱水主机、液压系统、电气控制系统三部分组成。

优选的，在本发明的一些实施例中，第一输送机2为绞龙输送机，所述第二输送机5为皮带输送机、所述第三输送机7为刮板式输送机。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。